(57)【要約】【課題】  コストを低減することができ、しかも腐食を防止することができる熱輸送装置、輸送装置の製造方法及びこの熱輸送装置を搭載した電子機器を提供すること。【解決手段】  吸熱用基板２と毛細管部材６とが同一の金属材料でなるため、腐食を防止することができる。また毛細管部材６の材料を、金属、ガラス、またはセラミックスとすることにより、シリコンで毛細管部材を作製する場合に比べ、製造コスト等を低減することができる。さらに、毛細管部材６は複数の貫通孔６ａが設けられているため、例えば貫通孔を有しない通常の多孔質材に比べ効率よく作動流体を移送することができ、熱輸送効率が向上する。【選択図】  図２
2005300038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の相変化により熱を輸送するために前記作動流体を流通させる流路と、
前記流路に配置され、毛細管力により前記作動流体を流通させる複数の貫通孔を有し、金属、ガラス、またはセラミックスでなる毛細管部材と
を具備することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記流路は、
前記作動流体を流通させ該作動流体の蒸発作用により熱を吸収する第１の基板と、
前記作動流体を流通させ該作動流体の凝縮作用により熱を放出する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記作動流体を流通させるための管とで形成され、
前記毛細管部材は、前記第１、第２の基板及び前記管のうち少なくとも１つに設けられていることを特徴とする熱輸送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱輸送装置であって、
前記毛細管部材と、該毛細管部材が設けられる前記第１、第２の基板及び前記管のうち少なくとも１つとが同一の材料でなることを特徴とする熱輸送装置。
【請求項４】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記毛細管部材は前記貫通孔を形成する壁面を有し、
当該熱輸送装置は前記壁面上に設けられた保護膜をさらに具備することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の熱輸送装置であって、
前記毛細管部材は純銅でなり、
前記保護膜は当該純銅の酸化膜を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の熱輸送装置であって、
前記保護膜は、前記酸化膜上に形成されたＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項７】
請求項４に記載の熱輸送装置であって、
前記毛細管部材は純銅でなり、
前記保護膜はＤＬＮ（Diamond Like Nano-composite）膜でなることを特徴とする熱輸送装置。
【請求項８】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記流路に配置され、当該配置される位置で前記作動流体が流れる方向にほぼ垂直な面内で複数設けられた開口部を有し前記毛細管部材と同一の材料でなるフレームをさらに具備し、
前記毛細管部材は複数設けられ、当該複数の毛細管部材が前記各開口部にそれぞれ嵌め込まれていることを特徴とする熱輸送装置。
【請求項９】
作動流体の相変化により熱を輸送するために内部に前記作動流体を流通させることが可能なコンテナと、
前記コンテナの前記内部に配置され、前記コンテナと同一の材料でなり、前記作動流体に毛細管力を発生させるための毛細管部材と
を具備することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱輸送装置であって、
前記毛細管部材は、
第１の径でなる第１の空孔を有する第１の毛細管部材と、
前記第１の径より大きい第２の径でなる第２の空孔を有する第２の毛細管部材と
で構成されることを特徴とする熱輸送装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の熱輸送装置であって、
前記コンテナの内部に配置され、当該配置される位置で前記作動流体が流れる方向にほぼ垂直な面内で複数設けられた開口部を有し前記毛細管部材と同一の材料でなるフレームをさらに具備し、
前記毛細管部材は複数設けられ、当該複数の毛細管部材が前記各開口部にそれぞれ嵌め込まれていることを特徴とする熱輸送装置。
【請求項１２】
作動流体の相変化により熱を輸送するために前記作動流体を流通させる流路を形成する工程と、
毛細管力により前記作動流体を流通させる複数の貫通孔を有し、金属、ガラス、またはセラミックスでなる毛細管部材を前記流路に配置する工程と
を具備することを特徴とする熱輸送装置の製造方法。
【請求項１３】
発熱体と、
作動流体の相変化により前記発熱体の熱を輸送するために前記作動流体を流通させる流路と、
前記流路に配置され、毛細管力により前記作動流体を流通させる複数の貫通孔を有し、金属、ガラス、またはセラミックスでなる毛細管部材と
を具備することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品等の発熱体を冷却する熱輸送装置、熱輸送装置の製造方法及びこの熱輸送装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、作動流体が相変化するときの圧力差や毛細管力等を用いて作動流体を還流させる熱輸送デバイスであるＣＰＬ（Capillary Pumped Loops）等が数多く提案されている。このような熱輸送デバイスはＬＨＰ（Loop Heat Pipes）とも呼ばれる。このような熱輸送デバイスの小型化を目指す場合、毛細管力によるポンプ力を発生する多孔質の材料が重要な要素技術となっている。
【０００３】
そこで、気体と金属の共昌を利用して多孔質材料を製造する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１の製造装置によれば、多種の金属材料に適用でき、ポア（孔）の方向やサイズ等を選択できるポーラス金属を提供できる。
【特許文献１】米国特許第５，１８１，５４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば熱輸送デバイスの本体となるケースと、当該多孔質部材とが異種の金属や材料でなる場合、ケースや多孔質部材が腐食するおそれがある。例えば毛細管部材としてシリコンを用いる場合であっても、ケースの材料がシリコンではない他の材料である場合、腐食する可能性がある。また、このケース内に作動流体とともに多孔質部材が収容されることから、作動流体により多孔質部材が腐食されるおそれもある。
【０００５】
また、多孔質材料をシリコンで製造する場合、小型化には最適であるがコスト高になるという問題がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、コストを低減することができ、しかも腐食を防止することができる熱輸送装置、輸送装置の製造方法及びこの熱輸送装置を搭載した電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る熱輸送装置は、作動流体の相変化により熱を輸送するために前記作動流体を流通させる流路と、前記流路に配置され、毛細管力により前記作動流体を流通させる複数の貫通孔を有し、金属、ガラス、またはセラミックスでなる毛細管部材とを具備する。
【０００８】
本発明では、毛細管部材が金属、ガラス、またはセラミックスでなるので、シリコンを用いる場合に比べコストを低減することができる。また、例えば流路を構成するコンテナの材料が同一の材料であれば、腐食を防止することができる。特に、例えば、毛細管部材及びコンテナの材料が異種の金属材料である場合、作動流体による電池作用で腐食が発生するが、同一の金属材料であれば問題ない。さらに、毛細管部材は複数の貫通孔が設けられているため、例えば貫通孔を有しない通常の多孔質材に比べ効率よく作動流体を移送することができ、熱輸送効率が向上する。
【０００９】
ここで、金属としては、純金属、または合金が挙げられる。純金属とは純度が９９．９％以上の金属をいう。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記流路は、前記作動流体を流通させ該作動流体の蒸発作用により熱を吸収する第１の基板と、前記作動流体を流通させ該作動流体の凝縮作用により熱を放出する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間で前記作動流体を流通させるための管とで形成され、前記毛細管部材は、前記第１、第２の基板及び前記管のうち少なくとも１つに設けられている。この場合、上記コンテナが第１の基板、第２の基板及び管のうち少なくとも１つに相当する。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記毛細管部材と、該毛細管部材が設けられる前記第１、第２の基板及び前記管のうち少なくとも１つとが同一の材料でなる。毛細管部材が例えば第１の基板に設けられる場合、毛細管部材と第１の基板等との腐食を防止することができる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記毛細管部材は前記貫通孔を形成する壁面を有し、当該熱輸送装置は前記壁面上に形成された保護膜をさらに具備する。このように保護膜が形成されることにより毛細管部材の腐食を防止することができる。保護膜は、少なくとも貫通孔の壁面に形成されていればよいが、毛細管部材における該壁面以外の部位にも保護膜が形成されていてももちろんかまわない。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記毛細管部材は純銅でなり、前記保護膜は当該純銅の酸化膜を有する。あるいは、前記保護膜は、前記酸化膜上に形成されたＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜を有する。また、前記毛細管部材は純銅でなる場合、前記保護膜はＤＬＮ（Diamond Like Nano-composite）膜であってもよい。毛細管部材が純銅でなる場合、例えば作動流体にエタノールを用いた場合にも腐食はほとんど起こらない。前記保護膜は、カーボン、シリコン及び酸素を含む膜であってもよいし、あるいは、炭化シリコン膜でもよい。または、前記保護膜は金メッキの膜であってもよい。これらの保護膜は例えばプラズマ処理によって形成することができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記流路に配置され、当該配置される位置で前記作動流体が流れる方向にほぼ垂直な面内で複数設けられた開口部を有し前記毛細管部材と同一の材料でなるフレームをさらに具備し、前記毛細管部材は複数設けられ、当該複数の毛細管部材が前記各開口部にそれぞれ嵌め込まれている。フレームと毛細管部材とが同一材料で構成されるため腐食を防止できる。また、冷却対象となる発熱体の大きさに合わせてフレームの大きさを設定すれば、例えば大型の発熱体を冷却する場合に有効である。
【００１５】
本発明の他の観点に係る熱輸送装置は、作動流体の相変化により熱を輸送するために内部に前記作動流体を流通させることが可能なコンテナと、前記コンテナの前記内部に配置され、前記コンテナと同一の材料でなり、前記作動流体に毛細管力を発生させるための毛細管部材とを具備する。
【００１６】
本発明では、毛細管部材とコンテナの材料が同一の材料であるので、腐食を防止することができる。ここでコンテナとは、作動流体を収容することができればよく、どのような形態であってもよい。例えばコンテナは１つの基板でなっていて、その基板の内部で作動流体が循環して相変化を起こすような形態であってよい。あるいは、吸熱部となる第１の基板と、放熱部となる第２の基板とが２つの管を介して接続されている場合、コンテナは、第１の基板、第２の基板及び管のうち少なくとも１つに相当する。
【００１７】
毛細管部材及びコンテナの材料としては、金属、ガラス、またはセラミックス等が挙げられる。金属としては、純金属、合金、または焼結金属が挙げられる。焼結金属とは、金属粉末を圧縮して溶融点以下の温度で焼き固めたものである。均質な金属粉末と有機物バインダとが収容された容器を高温に加熱することで、バインダとなっていた有機物が溶解し、これにより、有機物が占めていた部分が孔となることで、多孔質の焼結金属が作製される。これを毛細管部材として用いることができる。このように多孔質の焼結金属で毛細管部材と作製する場合、本発明ではコンテナも同一材料の焼結金属で作製するが、コンテナの場合、多孔は必要ないことは言うまでもない。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記毛細管部材は、第１の径でなる第１の空孔を有する第１の毛細管部材と、前記第１の径より大きい第２の径でなる第２の空孔を有する第２の毛細管部材とで構成される。これにより、毛細管部材による毛細管力を最適に設定することができ、またその最適化が容易となる。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記第１の毛細管部材は、前記第２の毛細管部材よりも作動流体の下流側に配置されている。これにより、効率的に作動流体を循環させることができる。
【００２０】
本発明の一の形態によれば、前記流路に配置され、当該配置される位置で前記作動流体が流れる方向にほぼ垂直な面内で複数設けられた開口部を有し前記毛細管部材と同一の材料でなるフレームをさらに具備し、前記毛細管部材は複数設けられ、当該複数の毛細管部材が前記各開口部にそれぞれ嵌め込まれている。フレームと毛細管部材とが同一材料で構成されるため腐食を防止できる。また、冷却対象となる発熱体の大きさに合わせてフレームやコンテナの大きさを設定すれば、例えば大型の発熱体を冷却する場合に有効である。
【００２１】
本発明に係る熱輸送装置の製造方法は、作動流体の相変化により熱を輸送するために前記作動流体を流通させる流路を形成する工程と、毛細管力により前記作動流体を流通させる複数の貫通孔を有し、金属、ガラス、またはセラミックスでなる毛細管部材を前記流路に配置する工程とを具備する。
【００２２】
本発明において、流路を形成する工程は、例えば作動流体を収容するためのコンテナを作製する等の工程が含まれる。
【００２３】
本発明では、さらに、前記貫通孔を形成する壁面に保護膜を形成する工程をさらに具備してもよい。この場合保護膜を、例えばプラズマ処理で形成することができる。ここで、プラズマ処理としては、例えばＰＢＩＩ（Plasma Based Ion Implantation）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＣＶＩ（Chemical Vapor Infilteration）等が挙げられる。
【００２４】
本発明に係る電子機器は、発熱体と、作動流体の相変化により前記発熱体の熱を輸送するために前記作動流体を流通させる流路と、前記流路に配置され、毛細管力により前記作動流体を流通させる複数の貫通孔を有し、金属、ガラス、またはセラミックスでなる毛細管部材とを具備する。
【００２５】
本発明において、発熱体としては、例えばＩＣチップや抵抗等の電子部品、あるいは放熱フィン等が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。電子機器としては、コンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、カメラ、ディスプレイ装置、液晶プロジェクタ、オーディオ機器、その他の電化製品等が挙げられる。電子機器がディジタルカメラであれば、例えば発熱体はＣＣＤ（Charge Coupled Device）となる。電子機器が液晶ディスプレイやプラズマディスプレイであれば、例えば発熱体はそのディスプレイパネル自体となる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明の熱輸送装置、その製造方法及び電子機器によれば、コストを低減することができ、しかも腐食を防止することができる。また、熱輸送能力を極力高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る熱輸送装置の平面図であり、図２はその断面図である。
【００２９】
熱輸送装置１は、吸熱用基板２と、放熱用基板３と、これらの基板２及び３の間に接続された気相管４及び液相管５とで構成されている。吸熱用基板２、放熱用基板３、気相管４及び液相管５の内部には、作動流体が流通する流路Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５がそれぞれ設けられている。作動流体は図示しないが、例えば純水、エタノール等が用いられる。
【００３０】
気相管４はコネクタ１１及び１０を介して吸熱用基板２及び放熱用基板３にそれぞれ接続されている。液相管５も同様に、コネクタ１２及び１３を介して吸熱用基板２及び放熱用基板３にそれぞれ接続されている。
【００３１】
吸熱用基板２は内側に凹部を有する上部基板１４と、下部基板１５とが貼り合わされて構成されることで、内部に上記流路Ｐ２が形成される。なお、ここでは、上部基板及び下部基板の「上部」及び「下部」という呼称は、説明の便宜上単に両者を区別するためであって、実際にこの熱輸送装置１が電子機器内に搭載される場合における熱輸送装置１の姿勢とは無関係である。後述する放熱用基板３についても同様である。上部基板１４及び下部基板１５は例えば同一材料の純金属でなる。純金属の材料としては、例えば純銅が用いられる。吸熱用基板２内部の流路Ｐ２には、毛細管力を発生させるための毛細管部材６が収容されている。
【００３２】
図２を参照して、吸熱用基板２において、上部基板１４及び下部基板１５には開口部１４ａ及び１５ａがそれぞれ設けられ、これらの開口部１４ａ及び１５ａを覆うようにコネクタ１１及び１２が接合されている。同様に、放熱用基板３において、上部基板２４及び下部基板２５には、開口部２４ａ及び２５ａがそれぞれ設けられ、これらの開口部２４ａ及び２５ａを覆うようにコネクタ１０及び１３が接合されている。
【００３３】
気相管４及び液相管５の材料としては、例えばアルミニウム、銅、ステンレス等の金属が用いられる。気相管４及び液相管５の材料は、その腐食を防止するために、吸熱用基板２及び放熱用基板３の材料と同一材料であることが好ましい。
【００３４】
図３は毛細管部材６を示す斜視図であり、図４はその断面図である。毛細管部材６は、例えば平板形状でなり、その表面から裏面にかけて貫通する貫通孔６ａが形成されている。この毛細管部材６の一辺ｔは、例えば１〜１０ｃｍである。しかしｔはこの長さに限られるものはない。この毛細管部材６は、例えば上部基板１４及び下部基板１５の材料と同一の材料を用いることが好ましい。ここでは純銅が用いられる。上部基板１４と毛細管部材６とが異種の金属の場合、電池作用で両者が腐食する可能性があるが、本実施の形態のように同一材料とすることで、そのような腐食を防止することができる。これにより、熱輸送装置１の熱輸送性能の長期的な信頼性を確保することができる。毛細管部材として、純銅ではなく、例えばブロンズ材料による合金フィルタを用いる場合、やはり電池作用によって腐食が起こってしまう。
【００３５】
また、毛細管部材を純銅とすることにより、毛細管力を発生させる部材としてシリコンを用いる場合に比べ材料コストや製造コストを低減できる。特に、シリコンで本実施の形態のような毛細管部材を作製しようとする場合、貫通孔を形成する工程がコスト高になる。
【００３６】
図５及び図６は、それぞれ毛細管部材６を示す拡大平面図及び断面図である。毛細管部材６の貫通孔６ａを形成する壁面６ｂ上には、保護膜１９が形成されている。毛細管部材６が純銅でなる場合、保護膜１９は例えば純銅の酸化膜でなる。あるいは、その酸化膜上にさらにＤＬＣ膜を形成して保護膜１９を形成することも可能である。その他、保護膜１９は、カーボン、シリコン及び酸素を含む膜、炭化シリコン膜、金メッキであってもよい。
【００３７】
放熱用基板３は、内側に凹部を有する上部基板２４と、下部基板２５とが貼り合わされて構成されることで、内部に流路Ｐ３が形成される。上部基板２４には、放熱フィン８が複数設けられている。各放熱フィン８は上部基板２４と一体的に形成されていてもよいし、上部基板２４と放熱フィン８とが別の部材であってもよい。上部基板２４と下部基板２５とは、腐食防止のために同一材料、例えば純金属（例えば純銅）であることが好ましい。また、放熱用基板３が吸熱用基板２と同一材料であることがさらに好ましい。下部基板２５には、作動流体を効率よく循環させるための複数の溝７が形成されている。しかし、本実施の形態においては、溝７は必ずしも必要ではない。
【００３８】
吸熱用基板２の上部基板１４と下部基板１５とが金属でなる場合、例えば溶接、圧着、または、レーザ等を用いた加熱等により両者を接合することができる。上部基板１４と下部基板１５とがそれぞれガラスとシリコンとでなる場合は陽極接合により接合することができる。放熱用基板３についても同様である。
【００３９】
以上のように構成された熱輸送装置１の作用について説明する。ここでは、吸熱用基板２の下部基板１５の下面側に、例えば発熱体としてＩＣチップ２１が接触して設けられている場合について説明する。
【００４０】
ＩＣチップ２１が発する熱は下部基板１５に伝えられ、この熱により流路Ｐ２内の作動流体が蒸発する。蒸発した作動流体は、コネクタ１１を介して気相管４内を矢印方向（図１参照）に流通し、コネクタ１０を介して放熱用基板３内の流路Ｐ３に流入する。流路Ｐ３に流入した気相の作動流体は、熱を上部基板２４及び下部基板２５に伝えて、特に、放熱フィン８に伝えて凝縮する。上部基板２４及び下部基板２５に伝わった熱は、放熱用基板３の外部に放出される。凝縮した作動流体は、コネクタ１３を介して液相管５内を矢印方向に流通し、コネクタ１２を介して吸熱用基板２内の流路Ｐ２に流入する。流入した作動流体は、毛細管部材６の毛細管力により各貫通孔６ａを移動し、移動しながら再びＩＣチップ２１の熱により蒸発して同様の作用を繰り返す。これにより、ＩＣチップ２１の熱が吸熱用基板２側から放熱用基板３側に輸送されて放熱される。
【００４１】
以上のように、本実施の形態では、吸熱用基板２と毛細管部材６とが同一の金属材料でなるため、腐食を防止することができる。また、毛細管部材６は複数の貫通孔６ａが設けられているため、例えば貫通孔を有しない通常の多孔質材に比べ効率よく作動流体を移送することができ、熱輸送効率が向上する。
【００４２】
次に、熱輸送装置１の製造方法について説明する。本実施の形態では、特に、毛細管部材の製造方法及び保護膜の形成方法について述べる。
【００４３】
図７は、毛細管部材６を形成した後、熱輸送装置１の吸熱用基板２内に収容する前の工程を説明するための図である。まず、図３に示した毛細管部材６を複数用意する。この例では、９個用意されているが、数は限定されない。なお、この毛細管部材６は、従来のポーラス金属の製造技術により製造可能である。そして、毛細管部材６と同一材料でなる９個の開口部３２を有するフレーム３１を用意する。毛細管部材６が例えば純銅でなる場合、フレーム３１も純銅とする。このフレーム３１は例えば平板形状を有する。９個用意された毛細管部材６を、フレームの開口部３２にそれぞれ割り当てて、例えばレーザや電子銃を用いた加熱等により接合する。接合方法は、これに限らず、溶接や超音波等でもよい。このようにして作製された部材３５を、例えば吸熱用基板内の作動流体が流通する流路に配置する。この場合、吸熱用基板の厚さ方向（図２で示す吸熱用基板２の厚さ方向）と部材３８の厚さ方向とが一致するように配置する。
【００４４】
この方法は、特に、大型の熱輸送装置を製造する場合に有効な方法である。このような大型の熱輸送装置の吸熱用基板を、大型のディスプレイパネルに取り付け、当該ディスプレイパネルの全面を冷却する場合に有効である。なお、この図７に示す例では、毛細管部材６を複数集めて部材３５を作製したが、図１及び図２に示したように、１つの毛細管部材６を吸熱用基板２内に収容するようにしてもよい。
【００４５】
図１及び図２において、毛細管部材６を吸熱用基板２に固定する場合、例えば熱可塑性ポリイミドテープを用いることができる。その接合温度は例えば３５０℃、真空度０．１Ｐａ下において、１０分間の１０Ｐａの加圧により固定することができる。
【００４６】
図８は、保護膜を形成するための処理装置を示す断面図である。この処理装置６０はＰＢＩＩ装置である。具体的には、ＰＢＩＩ装置６０は、反応炉となる真空チャンバ６２、イオン源となる供給するイオン源供給部６１、真空チャンバ６２内でプラズマを発生させるための高周波重畳電源６３、試料Ｍに負の高電圧パルスを印加するための高電圧パルス電源６４、真空チャンバ６２内を排気するための真空ポンプ６５を有する。イオン源は、例えば、酸素等のガスや金属物質が用いられる。本実施の形態では、試料Ｍとしては、上記毛細管部材６であってもよいし、毛細管部材６が組み込まれた後の熱輸送装置１であってもよい。
【００４７】
このＰＢＩＩ装置６０では、高周波重畳電源６３により高周波電圧が印加されると、イオン源供給部６１から真空チャンバ６２内に投入されたガスや金属物質が真空チャンバ６２内でイオン化される。ガス等がイオン化されると、ガスが例えば酸素の場合、電子が試料Ｍから離れ、酸素イオンが試料Ｍに注入される。図５及び図６に示したように、毛細管部材６の貫通孔６ａを形成する壁面６ｂ上に保護膜（例えば酸化銅（Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ））１９を形成することができる。高電圧パルス電源６４によるパルスのタイミング等を制御することで、様々な最適な厚さ等を持つ保護膜１９が形成できる。図９及び図１０は、それぞれ、高電圧パルスを印加するときの電圧値及び電流値の一例である。本実験では、−４０ｋＶ程度の高電圧パルスを印加した。
【００４８】
さらに、ＰＢＩＩ装置６０によりメタンガス雰囲気中でこの酸化膜の表面にパルス注入することによりＤＬＣ（ダイヤモンドカーボン薄膜）を形成することができる。
【００４９】
酸化膜を形成しない場合はＤＬＮと呼ばれる薄膜を毛細管部材あるいは貫通孔の壁面に形成することができる。
【００５０】
また、酸化膜を形成しない場合は、シリコン液体材料を例えば１００度に加熱できる気化装置を用い、真空チャンバにシリコンガスが投入されることにより、カーボンとシリコンと酸素の３成分の保護膜が熱輸送装置１の内部、あるいは毛細管部材に形成することができる。シリコン液体材料は、例えば信越シリコーン製のものを用いることができる。
【００５１】
さらに、銅、パイプの表面全体に通常の金メッキを形成して腐食を抑えることも可能である。
【００５２】
図１１は、多孔質の焼結金属の製法を示す模式図である。この例で示す多孔質部材は、上記した毛細管部材６のように貫通孔が設けられた毛細管部材でなく、多孔質の焼結金属である。この製法はパウダースペースホルダー法と呼ばれる。この製法では、銅等のメタルパウダー４２に、このメタルパウダーより粒径の大きいスペースホルダー４１をバインダとして混合する。スペースホルダーは例えば有機物が用いられる。この混合物を焼結及び脱脂すると、スペースホルダー４１がなくなり、空孔４５が形成された焼結金属５０が作製される。
【００５３】
図１２は、図１１に示す製法の変形例である。この製法では、銅等のメタルパウダー４２に２種類の粒系、材質及び融点が異なるバインダ４１（スペースホルダー）及び４３を混合し、これを焼結及び脱脂する。スペースホルダーは例えば有機物が用いられる。これにより、最初にスペースホルダー４１が融けて空孔４５が形成され、空孔４５が形成された状態のメタルパウダー４１が残ったバインダ４３で連結される。次にバインダ４３が融けて空孔４４が形成される。これにより、ほぼ２種類の大きさを持つ空孔が形成された焼結金属４０が作製される。なお、金型等で上記混合物を成形した後に、混合物を焼結するようにすればよい。
【００５４】
このような焼結金属を作製する場合、実施例としてＳＵＳ３１６Ｌを金属材料として用いることができる。つまり、上記メタルパウダー４２がＳＵＳ３１６Ｌとなる。ＳＵＳ３１６Ｌは、１８Ｃｒ−１２Ｎｉ−２．５Ｍｏのステンレスである。７〜８μｍの空孔がほぼ６０％を占めた。
【００５５】
図１３は、２つの径の空孔を持つ焼結金属同士が貼り合わされて構成された毛細管部材である。金属３６は例えば径がほぼ１０μｍの空孔を持ち、金属３７は径がほぼ５０の空孔を持つ。この焼結金属でなる毛細管部材３８の製法としては、径がほぼ１０μｍのスペースホルダーでバインドされた金属と、径がほぼ５０μｍのスペースホルダーでバインドされた金属とを重ねて焼結する。この毛細管部材３８を本実施の形態に係る熱輸送装置１に適用することにより、毛細管力を最適なものに設定することができる。この毛細管部材３８を平板形状とし、これを複数用意し、図７に示すようにフレーム３１の開口部３２に、複数用意された毛細管部材３８を嵌め込むようにしてもよい。
【００５６】
また、図１３に示す例では、熱輸送装置１の吸熱用基板２の流路Ｐ２において、作動流体の流れる方向に合わせてこの毛細管部材３８を配置することができる。例えば、空孔径の小さい焼結金属３６を下流側に向け、空孔径の大きい焼結金属３７を上流側に向けるように配置すればよい。これにより、吸熱用基板２内で、作動流体の流れに沿って徐々に毛細管力を高めることができ、効率的に作動流体を循環させることができる。
【００５７】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５８】
例えば、上記の説明では、毛細管部材６の材料を例えば純銅とした。しかし、これに限らず、焼結金属と同様に、一定の粒径でフィルタされた粉砕アルミナを、シリカ入りバインダ有機物で再焼結してシリカにより結合させたものも使用可能である。作動流体の種類によっては、高分子ポーラス材料も用いることができ、例えばポーラステフロン（登録商標）シート、焼結テフロン（登録商標）（住友電工ファインポリマー株式会社）、ポリイミド多孔質膜（宇部興産）、サンファインＡＱ（商品名）（旭化成製）、オレフィン系材料の焼結成形等を用いることができる。
【００５９】
上記各実施の形態では、毛細管部材６の材料を金属としたが、これに代えてガラスまたはセラミックスであってもよい。そのほか、バイコールガラス等のガラスの前駆体、このバイコールガラスが多孔質となったポーラスバイコールガラス、シラス台地のシラスを用いたシラスガラス等を用いることができる。これにより腐食を防止することができる。
【００６０】
毛細管部材６がガラスまたはセラミックスの場合、吸熱用基板等の材料として、金属またはシリコンを用いることができる。
【００６１】
上記各実施の形態では、保護膜は、主にＰＢＩＩ装置により形成したが、ＣＶＤまたはＣＶＩ装置で形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る熱輸送装置の平面図である。
【図２】図１に示す熱輸送装置の断面図である。
【図３】毛細管部材を示す斜視図である。
【図４】図３に示す毛細管部材の断面図である。
【図５】図３に示す毛細管部材の拡大平面図である。
【図６】図５に示す毛細管部材の断面図である。
【図７】毛細管部材を形成した後、吸熱用基板に収容する前の工程を説明するための図である。
【図８】保護膜を形成するための処理装置を示す断面図である。
【図９】図８の装置において高電圧パルスを印加するときの電圧値の一例である。
【図１０】図８の装置において高電圧パルスを印加するときの電流値の一例である。
【図１１】多孔質の焼結金属の製法を示す模式図である。
【図１２】図１１に示す製法の変形例である。
【図１３】２つの径の空孔を持つ焼結金属同士が貼り合わされて構成された毛細管部材を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
Ｐ２、Ｐ３…流路
１…熱輸送装置
２…吸熱用基板
３…放熱用基板
４…気相管
５…液相管
６、３８…毛細管部材
６ａ…貫通孔
６ｂ…壁面
１９…保護膜
２１…ＩＣチップ
３６、３７…焼結金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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